Objawy chorób układu sercowo-naczyniowego ulegają zwykle nasileniu w okresie jesienno-zimowym. W latach 80. XX wieku zasugerowano, że może to być następstwem nie tylko niższej temperatury powietrza i współistnienia chorób układu oddechowego, ale wynikać ze znacznych, sezonowych różnic w natężeniu promieniowania słonecznego. Na szerokości geograficznej Polski promieniowanie ultrafioletowe (UV) zapewniające dostateczną syntezę skórną witaminy D ma miejsce tylko od kwietnia do września (1). Synteza skórna jest źródłem 80-90% witaminy D, a pozostała jej część dostarczana jest z pożywieniem. Powstająca w skórze lub absorbowana z przewodu pokarmowego witamina D jest hydroksylowana w wątrobie, przy udziale 25-hydroksylazy do 25-OH witaminy D (25OHD), następnie, głównie w nerkach, powtórnie hydroksylowana przy udziale 1-α hydroksylazy do 1,25(OH)₂ witaminy D [1,25(OH)₂D]. Badania przeprowadzone w ostatnich latach dowiodły, że 1-α hydroksylaza znajduje się nie tylko w nerkach, ale także w tkankach pozanerkowych, m.in. w mięśniach gładkich naczyń krwionośnych, kardiomiocytach, monocytach i makrofagach. Powstający tam aktywny metabolit witaminy D – kalcytriol wywiera przede wszystkim działanie lokalne (2).

Stwierdzono, że stężenie 1,25(OH)₂D w surowicy krwi jest znacznie niższe od stężenia 25(OH)D, jednakże właśnie kalcytriol charakteryzuje się dużo większym powinowactwem do receptora witaminy D (VDR). Wykazano, że kalcytriol produkowany poza nerkami wykazuje głównie aktywność auto- i parakrynną, podczas gdy 1,25(OH)₂ witamina D wytwarzana w komórkach cewek nerkowych wywiera działanie ogólnoustrojowe (ryc. 1).

Witamina D oddziałuje na układ sercowo-naczyniowy zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio. Kalcytriol wpływa bezpośrednio na działanie płytek krwi, aktywność układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAA), układu współczulnego, na procesy zapalne i układ krzepnięcia krwi. Pośrednie oddziaływanie witaminy D jest następstwem wpływu na metabolizm glukozy i lipidów oraz ciśnienie tętnicze.

Większość informacji dotyczących wpływu witaminy D na układ sercowo-naczyniowy jest oparta na wynikach badań eksperymentalnych, epidemiologicznych i obserwacyjnych. Badania interwencyjne, zaślepione, z randomizacją, charakteryzujące się większą wiarygodnością i mniejszym ryzykiem błędu, są dopiero w trakcie realizacji, a ich wyniki znane będą zapewne w niedalekiej przyszłości.

Obecność VDR stwierdzono m.in. w komórkach mięśni gładkich naczyń krwonośnych i komórkach śródbłonka. Prawdopodobnie za pośrednictwem tych receptorów kalcytriol wywiera wpływ na proliferację, migrację i kurczliwość komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych oraz na powstawanie zwapnień w ścianach naczyniowych.

Zwiększone wytwarzanie prostacykliny, do którego dochodzi pod wpływem 1,25(OH)₂D mogłoby sugerować, że kalcytriol powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych oraz wywiera działanie przeciwmiażdżycowe. Tymczasem wyniki innych badań wskazują, że witamina D zwiększa opór naczyniowy uwrażliwiając ściany naczyń krwionośnych na wpływ czynników wazokonstrykcyjnych (2). Wykazano, że metabolity witaminy D stymulują aktywność Ca-ATP-azy (3), zwiększają stężenie wapnia w cytozolu komórek (4) oraz wpływają na kurczliwość miozyny (5). Kalcytriol indukuje również wytwarzanie prostacyklin (6) oraz wpływa na aktywność trombiny i płytko-pochodnego czynnika wzrostu (7).

W znacznym stopniu niewyjaśniona pozostaje rola 1,25(OH)₂D w patogenezie zwapnień tworzących się w ścianach naczyń krwionośnych. Zwapnienia błony wewnętrznej tętnic są elementem procesu prowadzącego do powstania blaszki miażdżycowej, natomiast zwapnienia błony środkowej towarzyszą zaburzeniom homeostazy wapniowo-fosforanowej i przyczyniają się do zwiększonej sztywności tętnic (8).

Wykazano, że witamina D może modyfikować reakcje zapalne przyspieszające proces wapnienia ściany naczyniowej. Zwiększenie grubości błony wewnętrznej oraz tworzenie blaszek miażdżycowych zależne są częściowo od aktywności limfocytów T i makrofagów. Limfocyty Th1, wytwarzają interferon-γ (INF-γ), który aktywuje makrofagi oraz działa hamująco na limfocyty Th2. Komórki Th2 wywierają z kolei działanie przeciwmiażdżycowe stymulując produkcję interleukiny 10 (IL-10) i redukując aktywność makrofagów (9). Wykazano, że aktywacja VDR stymuluje przekształcanie komórek CD4+ w kierunku limfocytów Th2, przyczyniając się do ograniczenia syntezy INF-γ oraz zwiększenia produkcji cytokin przeciwzapalnych (10). Kalcytriol może również zapobiegać rozwojowi blaszki miażdżycowej hamując przekształcanie makrofagów w komórki piankowate (11).

W wysokim stężeniu 1,25(OH)₂D stymuluje przekształcanie się komórek mezenchymalnych w komórki osteoblastyczne oraz przyczynia się do tworzenia zwapnień w błonie środkowej tętnic przez podwyższenie stężenia wapnia i fosforanów nieorganicznych w surowicy krwi (12).

Istotną rolę we wczesnym stadium rozwoju miażdżycy odgrywa dysfunkcja śródbłonka. Nieliczne badania, których celem była ocena wpływu witaminy D na funkcje śródbłonka, obejmowały małe grupy pacjentów i w znacznej części prowadzone były bez właściwej randomizacji i bez grupy kontrolnej otrzymującej placebo. W oparciu o wyniki tych badań sugerowano, że 1,25(OH)₂D chroni komórki śródbłonka przed uszkadzającym działaniem końcowych produktów glikozylacji. Wykazano również, że kalcytriol zwiększa aktywność śródbłonkowej syntetazy tlenku azotu (2).

W bardziej zaawansowanej fazie miażdżycy dochodzi do zwiększenia grubości kompleksu obejmującego błonę wewnętrzną i środkową tętnic. Badania oceniające związek pomiędzy stężeniem 25(OH)D a grubością warstwy intima-media nie przyniosły jednoznacznych wyników. Wykazano, że niedobór witaminy D, definiowany jako stężenie kalcyfediolu < 15 ng/ml, u pacjentów z cukrzycą typu 2 jest niezależnym czynnikiem zwiększającym grubość kompleksu warstwy wewnętrznej i środkowej (13). Zbliżone wyniki przyniosło przekrojowe badanie, którym objęto 654 dorosłe osoby w wieku powyżej 55 lat. Badanie to dowiodło, że istnieje ujemna korelacji między stężeniem 25(OH)D w surowicy krwi a grubością kompleksu intima-media w tętnicy szyjnej wewnętrznej (14). Zależności tej nie potwierdzono w badaniu, do którego włączono 650-osobową populację Amiszów (15).